分析醋酸乙烯生產技術

摘要：文章主要介紹了合成醋酸乙烯（VAc）生產技術的情況，包括乙炔法、乙烯法等，提出了對于不同的生產工藝路線選擇的確認原則，闡述了醋酸乙烯生產技術的發展趨勢。

關鍵詞：醋酸乙烯；乙炔法；乙烯法

中圖分類號：TQ325 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）26-0048-02

1 概述

醋酸乙烯（VAc）又稱醋酸乙烯酯，無色透明且具有可燃性，是一種具有強烈氣味的液體，但卻不溶于水，可以溶于大多數有機溶劑。醋酸乙烯可用于生產多種化合物。這些化合物廣泛地應用于生產生活領域，可以說是與我們的生活息息相關。醋酸乙烯世界的需求量巨大，其生產技術也在不斷地發展。

2 醋酸乙烯生產技術概況

現階段世界上醋酸乙烯工業化生產的主要工藝路線有乙烯法、乙炔法等。早期人們制取醋酸乙烯主要采用乙炔法。隨著醋酸乙烯生產技術的進步，乙炔法的弊端凸顯，人們逐漸采用乙烯法。目前世界上大部分的醋酸乙烯都由這兩種方法生產，其中乙烯法占據著主導地位。

2.1 乙炔法

2.1.1 電石乙炔法。這種方法是通過電石和水反應從而生成乙炔，乙炔和醋酸在特定的條件下，經過催化劑的催化，生成醋酸乙烯。這一系列的生產過程包括兩大部分：一是乙炔的生成和乙炔的凈化，二是醋酸乙烯的合成和醋酸乙烯的精制。

20世紀30年代，Wacher公司利用固定床反應工藝首次實現利用電石乙炔氣相法工業化生產醋酸乙烯。20世紀60年代，流化床催化技術研發成功。乙炔氣相法制取醋酸乙烯的工藝得到完善。然而，這種方法有一定的弊端，那就是催化劑會隨著操作時間而老化，相應的反應溫度也會因此而逐步升高，所以催化劑需要每三個月更換一次。使用電石乙炔法生產醋酸乙烯會造成較大的環境污染，同時這種方法成本比較高，國外已經在逐步淘汰這種技術。

2.1.2 天然氣乙炔法。20世紀60年代Borden公司與Blawkeox公司共同研發出Borden生產技術。這種技術使用天然氣乙炔作為制取醋酸乙烯的原料。這種技術的流程可以大致分為兩部分：一是氧化天然氣來制取乙炔并利用合成氣制取醋酸，二是利用乙炔和醋酸生成醋酸乙烯。天然氣中本身含有的乙炔的量十分有限，所以乙炔的制取需要經過天然氣的氧化裂解來生成。整個生產過程首先要經過天然氣脫硫和氧化裂解，然后對乙炔進行提濃與凈化，最后是醋酸乙烯合成與精制。

2.2 乙烯法

2.2.1 乙烯液相法。這種方法的原理是利用鈀基催化劑，讓醋酸與乙烯反應并生成醋酸乙烯。20世紀60年代，有學者稱氯化鈀和乙酸鈉在加壓密封并通入乙烯的冰醋酸溶液時會發生反應并在一定時間后生成醋酸乙烯。隨后英國、德國的一些公司先后進行了大量的研究并獲取了各自的專利，在這些公司中以英國的ICI公司最具代表性。英國ICI等公司先后建成了利用乙烯液相法的工業裝置并投產。后來因為這種方法采用的催化劑中含有大量的氯離子，會強烈腐蝕生產裝置，極易造成設備毀損，以至于設備的利用時間短，生產成本偏高。從20世紀90年代末起，ICI等公司逐漸停止使用這種方法的生產裝置。目前該法已被

淘汰。

2.2.2 乙烯氣相法。

（1）Bayer法和USI法。20世紀60年代末期，Bayer-Hoechst公司和USI公司分別成功地研發出了Bayer法和USI法生產醋酸乙烯的工業技術。利用Bayer法和USI法生產醋酸乙烯其生產流程基本一致，不同點在于這兩種方法所使用的催化劑。利用Bayer法生產醋酸乙烯，它的每臺反應器的年產能在50kt/a以上。該工藝廣泛應用于目前世界上絕大部分新建裝置，其催化劑以Pd、Pt為主，以二氧化硅為載體。而利用USI法生產醋酸乙烯，其催化劑為Pd-Au/Al2O3。目前世界上采用這種方法的公司不多，這種方法的整個流程可以分為合成和精制兩個部分。

（2）Halcon法。20世紀80年代，Halcon公司成功研發出醋酸乙烯的Halcon法。這種方法是用煤作為原料生成醋酸乙烯的。其生產工藝流程大致可以分為以下六個步驟：以煤為原料生成合成氣，合成氣羰基合成甲醇，甲醇與合成氣羰基合成醋酸，醋酸與甲醇酯化得到醋酸甲酯，醋酸甲酯通過羰基化反應生成亞乙基二乙酸酯（EDA），然后再經熱裂解生成醋酸乙烯和醋酸。這種方法實現了以單一原料煤生產醋酸乙烯的突破。

（3）Antage工藝。2001年，Celanese公司研發出了新的固定床VAn-tage工藝，這種新工藝在催化劑方面做了重大改進，醋酸乙烯的收率有了明顯的提高。這一方法在隨后對新加坡的生產裝置進行相應的改造中體現出它的優勢。改造后的生產裝置在不增加額外投資的情況下，生產能力提高了兩成。

3 發展趨勢

3.1 催化劑的持續改進

醋酸乙烯的生產離不開催化劑，催化劑是生產的關鍵因素。所以一直以來有關學者對催化劑做了大量的研究和改進工作，他們在為提高催化劑的活性、使用效率等方面上做出了巨大的貢獻。但是催化劑的持續改進仍然是醋酸乙烯生產技術的一個重要的發展趨勢。

3.2 新的原料路線的持續優化

自從可以以單一煤為原料生產醋酸乙烯以來，人們尋找新原料制取醋酸乙烯的嘗試從未停止過。比如三菱瓦斯化學公司曾經提出了以甲醇和CO反應生成乙醛，以醋酸甲酯和CO反應生成醋酐，這兩種原料按Celanese法合成醋酸乙烯，雖然該法在技術上是可行的，但由于在醋酸乙烯的合成中產生大量的循環醋酸，而這又成為限制其工業化的一個瓶頸。在新的原料路線的持續優化的過程中，人們還曾把醋酸乙烯的上下游產品相結合以實現聯合裝置經濟效益最大化的目標。所以新的原材料路線的持續優化也是提高經濟效益的一個重要發展方向。

3.3 裝置規模的大型化

大規模大型化的裝置不但有利于降低單位產品的成本，還有利于資源和能源的綜合利用，同時還能降低能耗和生產成本，進一步提高企業的競爭力。

4 結論和建議

目前，乙炔法和乙烯法是生產醋酸乙烯的主要方法，其中乙烯法占據著主導地位。雖然乙炔法采用的裝置投資高、污染大，但原油價格的居高不下致使乙炔法在一定區域一定時期內仍具有很大的競爭優勢。

根據我國目前的現實情況，建議在資源豐富（水、電、煤等）且生產電石的地區利用電石乙炔法生產醋酸乙烯及其下游產品，以充分發揮地方的資源優勢。在考慮新建生產裝置時要特別注意適當的經濟規模，同時還要結合國內外醋酸乙烯發展方向，做到全面發展，以規避和減少市場風險。

參考文獻

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作者簡介：董有波（1985—），男，滕州中盛化工有限公司醋酸乙烯分廠值班長，助理工程師，研究方向：醋酸乙烯的合成。